JP3237605B2 - Alicyclic (meth) acrylate derivative having 1,2-diol structure and polymer thereof - Google Patents
Alicyclic (meth) acrylate derivative having 1,2-diol structure and polymer thereofInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、新規な(メタ)ア
クリレート誘導体およびそれらの重合体に関わり、特に
波長が220nm以下の遠紫外光を露光光とするフォト
レジスト材料に用いられる樹脂に有用な化合物に関する
ものである。The present invention relates to a novel (meth) acrylate derivative and a polymer thereof, and is particularly useful for a resin used for a photoresist material that uses deep ultraviolet light having a wavelength of 220 nm or less as exposure light. It concerns compounds.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体デバイスに代表されるハーフミク
ロンオーダーの微細加工を必要とする各種電子デバイス
製造の分野では、デバイスのより一層の高密度、高集積
化の要求が高まっている。そのため、微細パターン形成
のためのフォトリソグラフィー技術に対する要求がます
ます厳しくなっている。特に0.18μm以下の加工技術
を必要とする1Gビット以上の集積度を持つDRAMの
製造には、ArFエキシマレーザ(193nm)を用い
たフォトリソグラフィーの利用が最近考えられている
[ドナルド C.ホッファーら、ジャーナル・オブ・フ
ォトポリマー・サイエンス・アンド・テクノロジー(J
ournalof Photopolymer Sci
ence and Technology)、9巻(3
号)、387〜397頁(1996年)]。2. Description of the Related Art In the field of the manufacture of various electronic devices requiring fine processing on the order of half microns as represented by semiconductor devices, there is an increasing demand for higher density and higher integration of devices. Therefore, the demand for photolithography technology for forming fine patterns is becoming more and more severe. In particular, use of photolithography using an ArF excimer laser (193 nm) has recently been considered for the manufacture of a DRAM having an integration degree of 1 Gbit or more that requires a processing technology of 0.18 μm or less [Donald C. et al. Hoffer et al., Journal of Photopolymer Science and Technology (J
ournalofphotopolymer Sci
ence and Technology), 9 volumes (3
No. 387-397 (1996)].
【0003】このためArF光を用いたフォトリソグラ
フィーに対応するレジスト材料の開発が望まれている。
このArF露光用レジストの開発に際しては、レーザ発
振の原料であるガスの寿命が短いこと、レーザ装置自体
が高価であるなどなどから、レーザのコストパフォーマ
ンスの向上を満たす必要がある。このため、加工寸法の
微細化に対応する高解像性に加え、高感度化への要求が
高い。Therefore, development of a resist material corresponding to photolithography using ArF light is desired.
In the development of the resist for ArF exposure, it is necessary to improve the cost performance of the laser because the gas used as the material for laser oscillation has a short life and the laser device itself is expensive. For this reason, there is a high demand for high sensitivity in addition to high resolution corresponding to miniaturization of processing dimensions.
【0004】レジストの高感度化の方法として、感光剤
である光酸発生剤を利用した化学増幅型レジストが良く
知られている。例えば代表的な例としては、特開平2−
27660号公報には、トリフェニルスルホニウム・ヘ
キサフルオロアーセナートとポリ(p−tert−ブト
キシカルボニルオキシ−α−メチルスチレン)の組み合
わせからなるレジストが記載されている。このような化
学増幅型レジストは現在KrFエキシマレーザ用レジス
トに広く用いられている[例えば、ヒロシ イト−、
C.グラントウイルソン、アメリカン・ケミカル・ソサ
イアテイ・シンポジウム・シリ−ズ 242巻、11頁
〜23頁(1984年)]。化学増幅型レジストの特徴
は、含有成分である光酸発生剤から光照射により発生し
たプロトン酸が、露光後の加熱処理によりレジスト樹脂
などと酸触媒反応を起こすことである。このようにして
光反応効率(一光子あたりの反応)が1未満の従来のレ
ジストに比べて飛躍的な高感度化を達成している。現在
では開発されるレジストの大半が化学増幅型である。As a method for increasing the sensitivity of a resist, a chemically amplified resist utilizing a photoacid generator as a photosensitive agent is well known. For example, a typical example is disclosed in
No. 27660 describes a resist comprising a combination of triphenylsulfonium hexafluoroarsenate and poly (p-tert-butoxycarbonyloxy-α-methylstyrene). Such chemically amplified resists are now widely used in resists for KrF excimer lasers [for example, Hiroshito,
C. Grant Wilson, American Chemical Society Symposium Series 242, pp. 11-23 (1984)]. A characteristic of the chemically amplified resist is that a proton acid generated by light irradiation from a photoacid generator as a contained component causes an acid-catalyzed reaction with a resist resin or the like by heat treatment after exposure. In this way, the photoreaction efficiency (reaction per photon) is significantly higher than that of a conventional resist having less than 1. At present, most of the developed resists are chemically amplified.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし、ArFエキシ
マレーザ光に代表される220nm以下の短波長光を用
いたリソグラフィーの場合、微細パターンを形成するた
めのレジストには従来の材料では満足できない新たな特
性、即ち220nm以下の露光光に対する高透明性とド
ライエッチング耐性が必要とされている。However, in the case of lithography using short wavelength light of 220 nm or less typified by ArF excimer laser light, a resist for forming a fine pattern is a new resist which cannot be satisfied with conventional materials. Characteristics such as high transparency to exposure light of 220 nm or less and dry etching resistance are required.
【0006】従来のg線(438nm)、i線(365
nm)、KrFエキシマレーザ(248nm)用のフォ
トレジスト材料は主に樹脂成分としてはノボラック樹脂
あるいはポリ(p−ビニルフェノール)など構造単位中
に芳香環を有する樹脂が利用されており、この芳香環の
ドライエッチング耐性により樹脂のエッチング耐性を維
持できた。しかし、芳香環を有する樹脂は220nm以
下の波長の光に対する光吸収が極めて強い。そのため、
レジスト表面で大部分の露光光が吸収され、露光光が基
板まで透過しないため、微細なレジストパターンの形成
が出来ない。このため従来樹脂をそのまま220nm以
下の短波長光を用いたフォトリソグラフィーには適用で
きない。従って、芳香環を含まず且つエッチング耐性を
有し、220nm以下の波長に対して透明なレジスト材
料が切望されている。Conventional g-line (438 nm) and i-line (365 nm)
and a resin having an aromatic ring in a structural unit, such as a novolak resin or poly (p-vinylphenol), as a resin component for a photoresist material for a KrF excimer laser (248 nm). , The etching resistance of the resin could be maintained. However, the resin having an aromatic ring has extremely strong light absorption for light having a wavelength of 220 nm or less. for that reason,
Most of the exposure light is absorbed on the resist surface, and the exposure light does not transmit to the substrate, so that a fine resist pattern cannot be formed. For this reason, conventional resins cannot be directly applied to photolithography using short-wavelength light of 220 nm or less. Therefore, a resist material which does not contain an aromatic ring, has etching resistance, and is transparent to a wavelength of 220 nm or less has been desired.
【0007】ArFエキシマレーザ光(193nm)に
対し透明性を持ち、なおかつドライエッチング耐性を持
つ高分子化合物として、脂環族高分子であるアダマンチ
ルメタクリレート単位を持つ共重合体[武智ら、ジャー
ナル・オブ・フォトポリマー・サイエンス・アンド・テ
クノロジー(Journal of Photopol
ymer Science and Technolo
gy)、5巻(3号)、439頁〜446頁(1992
年)]やイソボルニルメタクリレート単位を持つ共重合
体[R.D.アレン(R.D.Allen)ら、ジャー
ナル・オブ・フォトポリマー・サイエンス・アンド・テ
クノロジー(Journal of Photopol
ymer Science and Technolo
gy)、8巻(4号)、623頁〜636頁(1995
年)、および9巻(3号)、465頁〜474頁(19
96年)]等が提案されている。As a polymer compound having transparency to ArF excimer laser light (193 nm) and resistance to dry etching, a copolymer having an adamantyl methacrylate unit as an alicyclic polymer [Takechi et al., Journal of・ Photopolymer Science and Technology (Journal of Photopol)
ymer Science and Technology
gy), 5 (3), pages 439-446 (1992)
Years)] and copolymers having isobornyl methacrylate units [R. D. RD Allen et al., Journal of Photopolymer Science and Technology (Journal of Photopol).
ymer Science and Technology
gy), Volume 8 (No. 4), pp. 623-636 (1995)
Year 9), and Volume 9 (No. 3), pp. 465-474 (19
1996)] has been proposed.
【0008】しかし、前者の樹脂において用いられてい
る脂環基を有する(メタ)アクリレート誘導体は基板密
着性を有する極性基(例えば、カルボキシル基、ヒドロ
キシル基等)を有していない。このため脂環基を有する
モノマーの単独重合体では、疎水性が強く被加工基板
(例えば、シリコン基板)との密着性が悪く、均一な塗
布膜を再現性良く形成することは困難である。さらにド
ライエッチング耐性を有するアダマンタン含有残基、イ
ソボニル含有残基、またはメンチル含有残基単位中に露
光前後での溶解度差を発現しうる残基を有していないた
め露光によりパターンを形成できない。そのため前者の
樹脂ではt―ブチルメタクリレートやテトラヒドロメタ
クリレートなどの溶解度差を発揮しうるコモノマーやメ
タクリル酸のような基板密着性を持つコモノマーとの共
重合体とすることにより初めてレジストの樹脂成分とし
て利用できる。しかし、コモノマー含有率は約50モル
%必要であり、コモノマー単位のドライエッチング耐性
が著しく低いため、脂環基によるドライエッチング耐性
効果が著しく低下し、耐ドライエッチング性樹脂として
の実用性に乏しい。However, the (meth) acrylate derivative having an alicyclic group used in the former resin does not have a polar group (for example, a carboxyl group or a hydroxyl group) having substrate adhesion. Therefore, a homopolymer of a monomer having an alicyclic group has strong hydrophobicity and poor adhesion to a substrate to be processed (for example, a silicon substrate), and it is difficult to form a uniform coating film with good reproducibility. Furthermore, a pattern cannot be formed by exposure because there is no residue in the adamantane-containing residue, isobonyl-containing residue, or menthyl-containing residue unit having dry etching resistance that can exhibit a difference in solubility before and after exposure. Therefore, the former resin can be used as a resist resin component for the first time by forming a copolymer with a comonomer capable of exhibiting a difference in solubility, such as t-butyl methacrylate or tetrahydromethacrylate, or a co-monomer having substrate adhesion such as methacrylic acid. . However, the comonomer content is required to be about 50 mol%, and the dry etching resistance of the comonomer unit is extremely low. Therefore, the dry etching resistance effect of the alicyclic group is significantly reduced, and the practical use as a dry etching resistant resin is poor.
【0009】このため、220nm以下の光に対する光
透明性が高く、エッチング耐性が高く、且つ基板密着性
の向上した新しいレジスト用樹脂材料が切望されてい
る。For this reason, a new resist resin material having high light transparency to light of 220 nm or less, high etching resistance, and improved substrate adhesion has been desired.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】発明者は上記の目的を達
成するため鋭意研究を行った結果、本発明を完成した。Means for Solving the Problems The inventor of the present invention has made intensive studies to achieve the above object, and has completed the present invention.
【0011】すなわち本発明は一般式(1)で表される
(メタ)アクリレート誘導体、および一般式(1)で表
される(メタ)アクリレート誘導体を重合させて得られ
る重合体、もしくは一般式(1)で表される(メタ)ア
クリレート誘導体と他の重合性化合物を重合させて得ら
れる重合体に関する。That is, the present invention provides a (meth) acrylate derivative represented by the general formula (1) and a polymer obtained by polymerizing the (meth) acrylate derivative represented by the general formula (1), The present invention relates to a polymer obtained by polymerizing the (meth) acrylate derivative represented by 1) and another polymerizable compound.
【0012】[0012]
【化6】 (上式において、R1は水素原子またはメチル基、G
は、一般式(2)、または一般式(3)で表される1,
2−ジオール構造を持つ脂環基を表す。)Embedded image (In the above formula, R 1 is a hydrogen atom or a methyl group;
Is 1, represented by the general formula (2) or (3)
Represents an alicyclic group having a 2-diol structure. )
【0013】[0013]
【0014】[0014]
【化8】 (上式において、R4は、水素原子またはメチル基を表
す。)一般式(1)で表される(メタ)アクリレート誘
導体を重合させて得られる重合体、もしくは一般式
(1)で表される(メタ)アクリレート誘導体と他の重
合性化合物を重合させて得られる重合体の具体的な例と
しては一般式(5)で示される樹脂が挙げられるがこれ
らだけに限定されるものではない。Embedded image (In the above formula, R 4 represents a hydrogen atom or a methyl group.) A polymer obtained by polymerizing a (meth) acrylate derivative represented by the general formula (1), or a polymer represented by the general formula (1) Specific examples of the polymer obtained by polymerizing the (meth) acrylate derivative and another polymerizable compound include a resin represented by the general formula (5), but are not limited thereto.
【0015】[0015]
【0016】[0016]
【化10】 (上式において、R1、R4、R9、R11はそれぞれ水素
原子またはメチル基、R1 0は酸により分解する基または
酸により分解する基を有する炭素数1〜13の有橋環式
炭化水素基、またはカルボキシル基を有する炭素数1〜
13の有橋環式炭化水素基、R12は水素原子または炭素
数1〜12の炭化水素基を表す。またk、m、nはそれ
ぞれk+m+n=1、0<k≦1、0≦m<1、0≦n
<1を満たす任意の数である。また重合体の重量平均分
子量は2000〜20000)。Embedded image (In the above formula, R 1, R 4, R 9, R 11 are each a hydrogen atom or a methyl group, R 1 0 is bridged ring carbon atoms 1 to 13 having a group decomposable by the group decomposable or acid by acid Formula having 1 to 1 carbon atoms having a hydrocarbon group or a carboxyl group
13, a bridged cyclic hydrocarbon group, and R 12 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms. K, m, and n are respectively k + m + n = 1, 0 <k ≦ 1, 0 ≦ m <1, and 0 ≦ n
<An arbitrary number that satisfies 1. The weight average molecular weight of the polymer is 2,000 to 20,000).
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】一般式(1)において、R1は水
素原子またはメチル基である。またGは一般式(2)ま
たは一般式(3)で表される1,2−ジオール構造を有
する脂環基であり、具体的には表1に示すような、3,
4−ジヒドロキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デシル基、
3,4−ジヒドロキシ−ジメチルトリシクロ[5.2.1.0
2,6]デシル基、3,4−ジヒドロキシテトラシクロ
[4.4.0.12,5.17,10]ドデシルメチル基、3,4−ジヒ
ドロキシ−8−メチルテトラシクロ[4.4.0.12,5.
17,10]ドデシルメチル基等が挙げられる。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In the general formula (1), R 1 is a hydrogen atom or a methyl group. G is an alicyclic group having a 1,2-diol structure represented by the general formula (2) or the general formula (3).
4-dihydroxytricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decyl group,
3,4-dihydroxy-dimethyltricyclo [5.2.1.0
2,6] decyl group, 3,4-dihydroxy-tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7,10] dodecyl methyl group, 3,4-dihydroxy-8-methyl-tetracyclo [4.4.0.1 2, 5.
1 7,10 ] dodecylmethyl group.
【0018】[0018]
【表1】 [Table 1]
【0019】一般式(4)および一般式(5)におい
て、R1、R2、R3、R4、R5、R7、R9、R11は水素
原子またはメチル基である。またR6、R10は酸により
分解する基、または酸により分解する基を有する炭素数
7〜13の有橋環式炭化水素基もしくはカルボキシル基
を有する炭素数7〜13の有橋環式炭化水素基であり、
酸により分解する基の具体的な例は、t−ブチル基、テ
トラヒドロピラン−2―イル基、テトラヒドロフラン−
2―イル基、4−メトキシテトラヒドロピラン−4―イ
ル基、1−エトキシエチル基、1−ブトキシエチル基、
1−プロポキシエチル基、3−オキソシクロヘキシル
基、2−メチル−2−アダマンチル基、8−メチル−8
−トリシクロ[5.2.1.02,6]デシル基、或いは1,2,
7,7−テトラメチル−2−ノルボルニル基等が挙げら
れるがこれらに限定されるものではない。また酸により
分解する基を有する炭素数7〜13の有橋環式炭化水素
基またはカルボキシル基を有する炭素数7〜13の有橋
環式炭化水素基の具体的な例は、表2に示すようなカル
ボキシル基或いはエステル基を有するトリシクロ[5.2.
1.02,6]デシルメチル基、トリシクロ[5.2.1.02,6]デ
シル基、アダマンチル基、ノルボルニル基、メチルノル
ボルニル基、イソボルニル基、テトラシクロ[4.4.0.1
2,5.17,10]ドデシル基、メチルテトラシクロ[4.4.0.1
2,5.17,10]ドデシル基等が挙げられるが、これらに限
定されるものではない(但し表2中のR13は酸により分
解する基であり、具体的な例は、t−ブチル基、テトラ
ヒドロピラン−2―イル基、テトラヒドロフラン−2―
イル基、4−メトキシテトラヒドロピラン−4―イル
基、1−エトキシエチル基、1−ブトキシエチル基、1
−プロポキシエチル基、3−オキソシクロヘキシル基、
2−メチル−2−アダマンチル基、8−メチル−8−ト
リシクロ[5.2.1.02,6]デシル基、或いは1,2,7,
7−テトラメチル−2−ノルボルニル基等が挙げられる
がこれらに限定されるものではない。)。In the general formulas (4) and (5), R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 7 , R 9 and R 11 are a hydrogen atom or a methyl group. R 6 and R 10 are a group capable of decomposing by an acid, a bridged cyclic hydrocarbon group having 7 to 13 carbon atoms having a group decomposed by an acid, or a bridged cyclic hydrocarbon group having 7 to 13 carbon atoms having a carboxyl group. A hydrogen group,
Specific examples of the group decomposed by an acid include a t-butyl group, a tetrahydropyran-2-yl group, a tetrahydrofuran-
2-yl group, 4-methoxytetrahydropyran-4-yl group, 1-ethoxyethyl group, 1-butoxyethyl group,
1-propoxyethyl group, 3-oxocyclohexyl group, 2-methyl-2-adamantyl group, 8-methyl-8
A tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decyl group, or 1,2,2
Examples include, but are not limited to, a 7,7-tetramethyl-2-norbornyl group. Specific examples of the bridged cyclic hydrocarbon group having 7 to 13 carbon atoms having a group decomposed by an acid or the bridged cyclic hydrocarbon group having 7 to 13 carbon atoms having a carboxyl group are shown in Table 2. Tricyclo having such a carboxyl group or an ester group [5.2.
1.0 2,6 ] decylmethyl group, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decyl group, adamantyl group, norbornyl group, methylnorbornyl group, isobornyl group, tetracyclo [4.4.0.1
2,5 .1 7,10 ] dodecyl group, methyltetracyclo [4.4.0.1
2,5 .1 7,10] dodecyl group, and the like, but the invention is not limited to (but R 13 in Table 2 is a group decomposable by acid, specific examples, t- Butyl group, tetrahydropyran-2-yl group, tetrahydrofuran-2-
Yl group, 4-methoxytetrahydropyran-4-yl group, 1-ethoxyethyl group, 1-butoxyethyl group, 1
-Propoxyethyl group, 3-oxocyclohexyl group,
2-methyl-2-adamantyl group, 8-methyl-8-tricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decyl group, or 1,2,7,
Examples include, but are not limited to, 7-tetramethyl-2-norbornyl group. ).
【0020】R8、R12は、水素原子または炭素数1〜
12の炭化水素基であり、具体的には、メチル基、エチ
ル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル
基、イソブチル基、t−ブチル基、シクロヘキシル基、
ジメチルシクロヘキシル基、トリシクロ[5.2.1.02,6]
デシル基、アダマンチル基、ノルボニル基、イソボルニ
ル基、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデシル基等
が挙げられるが、これらに限定されるものではない。R 8 and R 12 each represent a hydrogen atom or a carbon atom
12 hydrocarbon groups, specifically, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, t-butyl group, cyclohexyl group,
Dimethylcyclohexyl group, tricyclo [5.2.1.0 2,6 ]
Decyl group, an adamantyl group, norbornyl group, isobornyl group, tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7,10] dodecyl group, and the like, but is not limited thereto.
【0021】一般式(4)において、x、yおよびzは
それぞれx+y+z=1、0<x≦1、0≦y<1、0
≦z<1を満たす任意の数である。R1、R2、R3は、
一般式(1)、一般式(2)と同様である。In the general formula (4), x, y and z are respectively x + y + z = 1, 0 <x ≦ 1, 0 ≦ y <1, 0
Any number that satisfies ≦ z <1. R 1 , R 2 and R 3 are
This is the same as general formulas (1) and (2).
【0022】一般式(5)については、k、m、および
nはそれぞれk+m+n=1、0<k≦1、0≦m<
1、0≦n<1を満たす任意の数であり、R1、R4は一
般式(1)、一般式(3)と同様である。また本発明の
重合体の重量平均分子量は2000〜200000であ
る。In the general formula (5), k, m and n are respectively k + m + n = 1, 0 <k ≦ 1, 0 ≦ m <
1, an arbitrary number satisfying 0 ≦ n <1, and R 1 and R 4 are the same as those in the general formulas (1) and (3). The weight average molecular weight of the polymer of the present invention is from 2,000 to 200,000.
【0023】[0023]
【表2】 [Table 2]
【0024】[0024]
【実施例】次に実施例により本発明をさらに詳細に説明
するが、本発明はこれらの例によって何ら制限されるも
のではない。Next, the present invention will be described in more detail by way of examples, which should not be construed as limiting the present invention.
【0025】実施例1 3,4−ジヒドロキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デシル
アクリレートExample 1 3,4-Dihydroxytricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decyl acrylate
【0026】[0026]
【化11】 Embedded image
【0027】500ml3つ口フラスコ中、ジシクロペ
ンテニルアクリレート(日立化成工業(株)製FA−5
11A)25g(0.122mol)を乾燥塩化メチレ
ン320mlに溶解し、氷冷する。そこにm−クロロ過
安息香酸39.25gを加え、氷冷下1時間、そして室
温で2時間攪拌する。析出したm−クロロ安息香酸を濾
別し、濾液を10%亜硫酸水素ナトリウム水溶液300
ml、5%炭酸ナトリウム水溶液200ml、飽和食塩
水の順に洗浄する。溶液を硫酸マグネシウムで乾燥後、
減圧下塩化メチレンを留去することで、3,4−エポキ
シトリシクロデシルアクリレート25gを得た(収率9
3%)。次に3,4−エポキシトリシクロデシルアクリ
レート11g(0.05mol)をテトラヒドロフラン
80mlに溶解し、氷冷する。そこに35%過塩素酸水
溶液40mlを滴下し、その後室温で2時間攪拌する。
反応溶液にエーテル200mlを加え、水層がアルカリ
性になるまで5%炭酸水素ナトリウム水溶液で洗浄す
る。そして飽和食塩水で洗浄した後、有機層を硫酸マグ
ネシウムで乾燥する。溶媒を減圧下留去し、残渣をヘキ
サン:酢酸エチル混合溶媒(5:1)100mlで洗浄
することで目的物である3,4−ジヒドロキシトリシク
ロデシルアクリレートを8g得た(粘性液体、収率67
%)。1H−NMR(CDCl3)δ0.86−2.50
(10H,m)、3.25−3.70(2H,br)、
4.02−4.18(2H,m)、4.61(1H,
s)、5.79(1H,d)、6.08(1H,d
d)、6.36(1H,d);IR(KBr)3400
(νOH)、2848,2940(νCH)、1712
(νC=O)、1614,1628(νC=C)cm-1 In a 500 ml three-necked flask, dicyclopentenyl acrylate (FA-5, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.)
11A) 25 g (0.122 mol) are dissolved in 320 ml of dry methylene chloride and cooled with ice. 39.25 g of m-chloroperbenzoic acid was added thereto, and the mixture was stirred for 1 hour under ice-cooling and for 2 hours at room temperature. The precipitated m-chlorobenzoic acid was separated by filtration, and the filtrate was treated with a 10% aqueous sodium bisulfite solution (300%).
and 5% aqueous sodium carbonate solution (200 ml) and saturated saline. After drying the solution over magnesium sulfate,
Methylene chloride was distilled off under reduced pressure to obtain 25 g of 3,4-epoxytricyclodecyl acrylate (yield 9).
3%). Next, 11 g (0.05 mol) of 3,4-epoxytricyclodecyl acrylate is dissolved in 80 ml of tetrahydrofuran and cooled with ice. 40 ml of a 35% aqueous solution of perchloric acid was added dropwise thereto, and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours.
200 ml of ether is added to the reaction solution, and the mixture is washed with a 5% aqueous sodium hydrogen carbonate solution until the aqueous layer becomes alkaline. After washing with a saturated saline solution, the organic layer is dried over magnesium sulfate. The solvent was distilled off under reduced pressure, and the residue was washed with 100 ml of a mixed solvent of hexane and ethyl acetate (5: 1) to obtain 8 g of the target product, 3,4-dihydroxytricyclodecyl acrylate (viscous liquid, yield). 67
%). 1 H-NMR (CDCl 3 ) δ 0.86-2.50
(10H, m), 3.25-3.70 (2H, br),
4.02-4.18 (2H, m), 4.61 (1H,
s), 5.79 (1H, d), 6.08 (1H, d
d), 6.36 (1H, d); IR (KBr) 3400
(ΝOH), 2848, 2940 (νCH), 1712
(ΝC = O), 1614, 1628 (νC = C) cm −1
【0028】実施例2 3,4−ジヒドロキシトリシクロ[5.2.1.02,6]デシル
メタクリレートExample 2 3,4-Dihydroxytricyclo [5.2.1.0 2,6 ] decyl methacrylate
【0029】[0029]
【化12】 Embedded image
【0030】実施例1と同様に、但しジシクロペンテニ
ルアクリレートに代えてジシクロペンテニルメタクリレ
ート(Aldrich Chemical Co.,In
c.製品番号40967−7)を用いて合成した(粘性
液体、全収率52%)。1H−NMR(CDCl3)δ
0.78−2.54(10H,m)、1.95(3H,
s)、3.2−3.75(2H,br)、4−4.3
(2H,m)、4.62(1H,s)、5.57(1
H,s)、6.07(1H,s);IR(KBr)34
00(νOH)、2850,2940(νCH)、17
16(νC=O)、1630(νC=C)cm-1 As in Example 1, but using dicyclopentenyl methacrylate instead of dicyclopentenyl acrylate (Aldrich Chemical Co., Ind.)
c. Product No. 40967-7) (viscous liquid, total yield 52%). 1 H-NMR (CDCl 3 ) δ
0.78-2.54 (10H, m), 1.95 (3H,
s), 3.2-3.75 (2H, br), 4-4.3
(2H, m), 4.62 (1H, s), 5.57 (1
H, s), 6.07 (1H, s); IR (KBr) 34
00 (νOH), 2850, 2940 (νCH), 17
16 (νC = O), 1630 (νC = C) cm −1
【0031】実施例3 3,4−ジヒドロキシテトラシクロ[4.4.0.12,5.
17,10]ドデシルメチルアクリレートExample 3 3,4-dihydroxytetracyclo [4.4.0.1 2,5 .
1 7,10 ] dodecylmethyl acrylate
【0032】[0032]
【化13】 Embedded image
【0033】乾燥エーテル210mlに水素化アルミニ
ウムリチウム10.26gを懸濁させる。そこに氷冷下
8−カルボキシメチルテトラシクロ[4.4.0.12,5.
17,10]−3−ドデセン59gを滴下し、その後室温で
2時間攪拌する。反応混合物に氷水を加え、未反応の水
素化アルミニウムリチウムを分解する。次に10%硫酸
400mlを加える。エーテル200mlを加えて水層
を分離した後、3%炭酸ナトリウム水溶液200ml、
飽和食塩水の順に洗浄する。有機層を硫酸マグネシウム
で乾燥した後、エーテルを減圧下留去することで8−ヒ
ドロキシメチルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3
−ドデセン40gを得た(収率78%)。次に8−ヒド
ロキシメチルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−
ドデセン40g(0.21mol)とN,N−ジメチル
アニリン30.6g、フェノチアジン50mgを乾燥テ
トラヒドロフラン120mlに溶解し、氷冷する。そこ
に塩化アクリロイル20.93gを乾燥テトラヒドロフ
ラン30mlに溶解したものを滴下する。氷冷下1時間
攪拌した後、室温で1晩攪拌する。析出したアニリン塩
酸塩を濾別し、濾液を減圧下濃縮する。残渣にエーテル
200mlを加え、0.5N塩酸300ml、飽和食塩
水、3%炭酸水素ナトリウム水溶液200ml、飽和食
塩水の順に洗浄する。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥
した後、エーテルを減圧下留去することで、8−アクリ
ロイルオキシメチルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]
−3−ドデセン35gを得た(収率68%)。次に8−
アクリロイルオキシメチルテトラシクロ[4.4.0.12,5.1
7,10]−3−ドデセン30g(0.123mol)を乾
燥塩化メチレン340mlに溶解する。そこに氷冷下m
−クロロ過安息香酸39.3gを加え、氷冷下2時間攪
拌する。析出したm−クロロ安息香酸を濾別し、濾液を
10%亜硫酸水素ナトリウム水溶液300ml、4%炭
酸水素ナトリウム水溶液300ml、飽和食塩水の順に
洗浄する。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、塩
化メチレンを減圧下留去することで3,4−エポキシテ
トラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデシルメチルアクリ
レート30.2gを得た(収率94%)。次に3,4−
エポキシテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデシルメ
チルアクリレート20g(0.077mol)をテトラ
ヒドロフラン120mlに溶解し、そこに氷冷下35%
過塩素酸水溶液56mlを滴下する。10.26 g of lithium aluminum hydride are suspended in 210 ml of dry ether. 8-Carboxymethyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 .
1 7,10] -3-dodecene 59g was added dropwise and then stirred for 2 hours at room temperature. Ice water is added to the reaction mixture to decompose unreacted lithium aluminum hydride. Then 400 ml of 10% sulfuric acid are added. After adding 200 ml of ether and separating the aqueous layer, 200 ml of a 3% aqueous sodium carbonate solution,
Wash with saturated saline in order. The organic layer was dried over magnesium sulfate, and distilling off under reduced pressure and ether 8-hydroxymethyl-tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7,10] -3
-40 g of dodecene were obtained (78% yield). Then 8-hydroxymethyl-tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7,10] -3-
40 g (0.21 mol) of dodecene, 30.6 g of N, N-dimethylaniline and 50 mg of phenothiazine are dissolved in 120 ml of dry tetrahydrofuran, and cooled with ice. A solution obtained by dissolving 20.93 g of acryloyl chloride in 30 ml of dry tetrahydrofuran is added dropwise thereto. After stirring for 1 hour under ice cooling, the mixture is stirred at room temperature overnight. The precipitated aniline hydrochloride is filtered off, and the filtrate is concentrated under reduced pressure. 200 ml of ether was added to the residue, and the mixture was washed with 300 ml of 0.5N hydrochloric acid, saturated saline, 200 ml of a 3% aqueous sodium hydrogen carbonate solution and saturated saline in this order. The organic layer was dried over magnesium sulfate, and distilling off under reduced pressure and ether, 8-acryloyloxymethyl tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7,10]
35 g of -3-dodecene was obtained (yield 68%). Next, 8-
Acryloyloxymethyl tetracyclo [4.4.0.1 2, 5 .1
30 g (0.123 mol) of 7,10 ] -3-dodecene are dissolved in 340 ml of dry methylene chloride. There ice cooling m
-39.3 g of chloroperbenzoic acid is added, and the mixture is stirred for 2 hours under ice cooling. The precipitated m-chlorobenzoic acid was separated by filtration, and the filtrate was washed with a 10% aqueous sodium hydrogen sulfite solution (300 ml), a 4% aqueous sodium hydrogen carbonate solution (300 ml) and saturated saline in this order. The organic layer was dried over magnesium sulfate to obtain by distillation under reduced pressure and methylene chloride 3,4-epoxy-tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7,10] dodecyl methyl acrylate 30.2 g ( Yield 94%). Next, 3,4-
Epoxy tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7,10] dodecyl methyl acrylate 20g of (0.077 mol) was dissolved in tetrahydrofuran 120 ml, there under ice-cooling 35%
56 ml of perchloric acid aqueous solution is added dropwise.
【0034】室温で1.5時間攪拌した後、エーテル2
00mlを加え、飽和食塩水、5%炭酸水素水溶液30
0ml、飽和食塩水の順に洗浄する。有機層を硫酸マグ
ネシウムで乾燥後、減圧下溶媒を留去する。残渣をヘキ
サン/酢酸エチル混合溶媒(5:1)60ml×4で洗
浄することで目的物の3,4−ジヒドロキシテトラシク
ロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデシルメチルアクリレート1
1gを得た(粘性液体、収率51%)。1H−NMR
(CDCl3)δ0.82−2.27(13H,m)、
3.24−3.70(4H,m)、3.7−4.2(2
H,m)、5.83(1H,d)、6.12(1H,d
d)、6.41(1H,d);IR(KBr)3440
(νOH)、2856,2928(νCH)、1710
(νC=O)、1614,1626(νC=C)cm-1 After stirring at room temperature for 1.5 hours, ether 2
Then, a saturated saline solution and a 5% aqueous hydrogen carbonate solution 30 were added.
It wash | cleans in order of 0 ml and a saturated salt solution. After drying the organic layer over magnesium sulfate, the solvent is distilled off under reduced pressure. The residue hexane / ethyl acetate mixed solvent (5: 1) 3,4-dihydroxy-tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7,10] of the object by washing with 60 ml × 4 dodecyl methyl acrylate 1
1 g was obtained (viscous liquid, yield 51%). 1H-NMR
(CDCl 3 ) δ 0.82-2.27 (13H, m);
3.24-3.70 (4H, m), 3.7-4.2 (2
H, m), 5.83 (1H, d), 6.12 (1H, d
d), 6.41 (1H, d); IR (KBr) 3440
(ΝOH), 2856, 2928 (νCH), 1710
(ΝC = O), 1614, 1626 (νC = C) cm −1
【0035】実施例4 3,4−ジヒドロキシテトラシクロ[4.4.0.12,5.
17,10]ドデシルメチルメタクリレートExample 4 3,4-dihydroxytetracyclo [4.4.0.1 2,5 .
1 7,10 ] dodecylmethyl methacrylate
【0036】[0036]
【化14】 Embedded image
【0037】実施例3と同様に、但し塩化アクリロイル
に代えて塩化メタクリロイルを用いて合成した(全収率
25%)。1H−NMR(CDCl3)δ0.84−2.
24(13H,m)、1.95(3H,s)、3.2−
3.69(4H,m)、3.68−4.22(2H,
m)、5.51(1H,s)、6.05(1H,s);
IR(KBr)3442(νOH)、2858,292
7(νCH)、1712(νC=O)、1628(νC
=C)cmー1 The synthesis was carried out in the same manner as in Example 3 except that methacryloyl chloride was used instead of acryloyl chloride (total yield: 25%). 1 H-NMR (CDCl 3 ) δ 0.84-2.
24 (13H, m), 1.95 (3H, s), 3.2-
3.69 (4H, m), 3.68-4.22 (2H,
m), 5.51 (1H, s), 6.05 (1H, s);
IR (KBr) 3442 (νOH), 2858, 292
7 (νCH), 1712 (νC = O), 1628 (νC
= C) cm -1
【0038】実施例5 3,4−ジヒドロキシ−8−メチル−テトラシクロ[4.
4.0.12,5.17,10]ドデシルメチルアクリレートExample 5 3,4-Dihydroxy-8-methyl-tetracyclo [4.
4.0.1 2,5 .1 7,10 ] dodecylmethyl acrylate
【0039】[0039]
【化15】 Embedded image
【0040】実施例3と同様に、但し8−カルボキシメ
チルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセン
に代えて8−メチル−8−カルボキシメチルテトラシク
ロ[4.4.0.12,5.17,10]−3−ドデセンを用いて合成し
た(全収率23%)。1H−NMR(CDCl3)δ
0.75−2.3(15H,m)、3.23−3.68
(4H,m)、3.7−4.2(2H,m)、5.82
(1H,d)、6.11(1H,dd)、6.4(1
H,d);IR(KBr)3440(νOH)、285
6,2928(νCH)、1712(νC=O)、16
15,1628(νC=C)cmー1 [0040] As in Example 3, except 8-carboxymethyl tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7,10] -3- dodecene in place of 8-methyl-8-carboxymethyl tetracyclo [4.4. 0.1 2,5 .1 7,10] -3-dodecene was synthesized using (23% overall yield). 1H-NMR (CDCl 3 ) δ
0.75-2.3 (15H, m), 3.23-3.68
(4H, m), 3.7-4.2 (2H, m), 5.82
(1H, d), 6.11 (1H, dd), 6.4 (1
H, d); IR (KBr) 3440 (νOH), 285
6, 2928 (νCH), 1712 (νC = O), 16
15,1628 (νC = C) cm -1
【0041】実施例6 下記構造の重合体(一般式(4)において、R1、R2、
R3、R5が水素原子、R 5がt−ブトキシカルボニルテ
トラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデシル基、x=0.
65、y=0.35、z=0)Example 6 A polymer having the following structure (in the general formula (4), R1, RTwo,
RThree, RFiveIs a hydrogen atom, R FiveIs t-butoxycarbonyl
Toracyclo [4.4.0.12,5.17,10A dodecyl group, x = 0.
65, y = 0.35, z = 0)
【0042】[0042]
【化16】 Embedded image
【0043】還流管を付けた100mlナス型フラスコ
中、実施例1で得たビニルモノマー4gとt−ブトキシ
カルボニルテトラシクロドデシルアクリレート3gを乾
燥テトラヒドロフラン38mlに溶解し、そこにAIB
N189mg(30mmol・l−1)を加え、アルゴ
ン雰囲気下、60〜65℃で撹拌する。2時間後放冷
し、反応混合物をリグロイン/エーテル(1/1)40
0mlに注ぎ、析出した沈殿を濾別する。更にもう一度
再沈精製を行うことにより目的物3.36gを得た(収
率48%)。また、この時の共重合比は1H−NMRの
積分比から65:35であった(x=0.65、y=
0.35)。またGPC分析により重量平均分子量(M
w)は15700(ポリスチレン換算)、分散度(Mw
/Mn)は1.86であった。In a 100 ml eggplant-shaped flask equipped with a reflux tube, 4 g of the vinyl monomer obtained in Example 1 and 3 g of t-butoxycarbonyltetracyclododecyl acrylate were dissolved in 38 ml of dry tetrahydrofuran, and AIB was added thereto.
N189 mg (30 mmol-1) was added, and the mixture was stirred at 60 to 65 ° C under an argon atmosphere. After cooling for 2 hours, the reaction mixture was treated with ligroin / ether (1/1) 40
The mixture is poured into 0 ml, and the deposited precipitate is separated by filtration. Further re-precipitation purification yielded 3.36 g of the desired product (yield 48%). The copolymerization ratio at this time was 65:35 from the integration ratio of 1H-NMR (x = 0.65, y =
0.35). The weight average molecular weight (M
w) is 15700 (in terms of polystyrene) and the degree of dispersion (Mw
/ Mn) was 1.86.
【0044】実施例7、8 実施例6と同様に、但しモノマーの仕込み比を変えて重
合した。以下の表3にモノマーの仕込み比、重合体の重
合比、重量平均分子量を示す。Examples 7 and 8 Polymerization was carried out in the same manner as in Example 6, except that the charge ratio of the monomers was changed. Table 3 below shows the charge ratio of the monomers, the polymerization ratio of the polymer, and the weight average molecular weight.
【0045】[0045]
【表3】 実施例9、10 実施例6と同様に、但しAIBNの量(濃度)を変えて
重合した。以下の表4に重合体の共重合比(x/y)、
重量平均分子量を示す。[Table 3] Examples 9 and 10 Polymerization was carried out in the same manner as in Example 6, except that the amount (concentration) of AIBN was changed. Table 4 below shows the copolymerization ratio (x / y) of the polymer,
Shows the weight average molecular weight.
【0046】[0046]
【表4】 実施例11 下記構造の重合体(一般式(4)において、R1、R2、
R3、R5が水素原子、R 6がカルボキシテトラシクロ
[4.4.0.12,5.17,10]ドデシル基、x=0.65、y=
0.35、z=0)[Table 4]Example 11 A polymer having the following structure (in the general formula (4), R1, RTwo,
RThree, RFiveIs a hydrogen atom, R 6Is carboxytetracyclo
[4.4.0.12,5.17,10A dodecyl group, x = 0.65, y =
0.35, z = 0)
【0047】[0047]
【化17】 Embedded image
【0048】実施例6と同様に、但しt−ブトキシカル
ボニルテトラシクロドデシルアクリレートに代えて、カ
ルボキシテトラシクロドデシルアクリレートを用いて合
成した。収率56%、Mw=14800、Mw/Mn=
1.89The synthesis was carried out in the same manner as in Example 6, except that carboxytetracyclododecyl acrylate was used instead of t-butoxycarbonyltetracyclododecyl acrylate. Yield 56%, Mw = 14800, Mw / Mn =
1.89
【0049】実施例12 下記構造の重合体(一般式(4)において、R1、R2、
R3が水素原子、R5がメチル基、R6がt−ブチル基、
x=0.65、y=0.35、z=0)Example 12 A polymer having the following structure (in the formula (4), R 1 , R 2 ,
R 3 is a hydrogen atom, R 5 is a methyl group, R 6 is a t-butyl group,
x = 0.65, y = 0.35, z = 0)
【0050】[0050]
【化18】 Embedded image
【0051】実施例6と同様に、但しt−ブトキシカル
ボニルテトラシクロドデシルアクリレートに代えて、t
−ブチルメタクリレートを用いて合成した。収率52
%、Mw=19500、Mw/Mn=2.02As in Example 6, except that t-butoxycarbonyltetracyclododecyl acrylate was replaced by t
-Synthesized using butyl methacrylate. Yield 52
%, Mw = 19500, Mw / Mn = 2.02
【0052】実施例13 下記構造の重合体(一般式(4)において、R1、R2,
R3、R5が水素原子、R 6がt−ブトキシカルボニルノ
ルボルニル基、x=0.65、y=0.35、z=0)Example 13 A polymer having the following structure (in the general formula (4), R1, RTwo,
RThree, RFiveIs a hydrogen atom, R 6Is t-butoxycarbonylno
Rubornyl group, x = 0.65, y = 0.35, z = 0)
【0053】[0053]
【化19】 Embedded image
【0054】実施例6と同様に、但しt−ブトキシカル
ボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17, 10]ドデシル基に
代えて、t−ブトキシカルボニルノルボルニル基を用い
て合成した。収率44%、Mw=17100、Mw/M
n=1.82[0054] Similarly to Example 6, except t- butoxy instead of carbonyl tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7, 10] dodecyl group, was synthesized using the t- butoxycarbonyl norbornyl group. Yield 44%, Mw = 17100, Mw / M
n = 1.82
【0055】実施例14 下記構造の重合体(一般式(4)において、R1、R2、
R3、R5が水素原子、R 6が3−メチル−3−t−ブト
キシカルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデ
シル基、R7がメチル基、R8が水素原子、x=0.5
5、y=0.35、z=0.1)Example 14 A polymer having the following structure (in the general formula (4), R1, RTwo,
RThree, RFiveIs a hydrogen atom, R 6Is 3-methyl-3-t-but
Xycarbonyltetracyclo [4.4.0.12,5.17,10] Dode
A sil group, R7Is a methyl group, R8Is a hydrogen atom, x = 0.5
5, y = 0.35, z = 0.1)
【0056】[0056]
【化20】 Embedded image
【0057】還流管を付けた100mlナスフラスコ
中、実施例1で得たビニルモノマー4gとt−ブトキシ
カルボニルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデシル
アクリレート3.55g、メタクリル酸0.26gを乾
燥テトラヒドロフラン42mlに溶解し、そこにAIB
N209mgを加え、アルゴン雰囲気下、60〜65℃
で撹拌する。2時間後放冷し、反応混合物をリグロイン
/エーテル(1/1)500mlに注ぎ、析出した沈殿
を濾別する。更にもう一度再沈精製を行うことにより目
的物3.44gを得た(収率44%)。Mw=1380
0、Mw/Mn=1.94。[0057] In 100ml round-bottomed flask with a reflux pipe, and the vinyl monomer 4g obtained in Example 1 t-butoxycarbonyl tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7,10] dodecyl acrylate 3.55 g, methacrylic acid 0.26 g was dissolved in dry tetrahydrofuran (42 ml).
N209mg, 60-65 ° C under argon atmosphere
And stir. After cooling for 2 hours, the reaction mixture was poured into 500 ml of ligroin / ether (1/1), and the deposited precipitate was separated by filtration. Further re-precipitation purification yielded 3.44 g of the desired product (44% yield). Mw = 1380
0, Mw / Mn = 1.94.
【0058】実施例15 下記構造の重合体(一般式(5)において、R1、R4、
R9が水素原子、R10がt−ブトキシカルボニルテトラ
シクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデシル基、x=0.6
5、y=0.35、z=0)Example 15 A polymer having the following structure (in the general formula (5), R 1 , R 4 ,
R 9 is a hydrogen atom, R 10 is t- butoxycarbonyl tetracyclo [4.4.0.1 2,5 .1 7,10] dodecyl group, x = 0.6
5, y = 0.35, z = 0)
【0059】[0059]
【化21】 Embedded image
【0060】実施例6と同様に、但し実施例1で得たビ
ニルモノマーに代えて、実施例3で得たビニルモノマー
を用いて合成した。収率45%、Mw=14200、M
w/Mn=1.88The synthesis was carried out in the same manner as in Example 6, except that the vinyl monomer obtained in Example 3 was used instead of the vinyl monomer obtained in Example 1. Yield 45%, Mw = 14200, M
w / Mn = 1.88
【0061】実施例16Embodiment 16
【化22】 Embedded image
【0062】実施例14と同様に、但し実施例1で得た
ビニルモノマーに代えて、実施例3で得たビニルモノマ
ーを用い、またメタクリル酸に代えてトリシクロデシル
アクリレート(日立化成工業(株)製FA−513A)
て合成した。収率52%、Mw=13500、Mw/M
n=1.78In the same manner as in Example 14, except that the vinyl monomer obtained in Example 1 was used instead of the vinyl monomer obtained in Example 1, and tricyclodecyl acrylate (Hitachi Chemical Industry Co., Ltd.) was used instead of methacrylic acid. ) FA-513A)
And synthesized. Yield 52%, Mw = 13500, Mw / M
n = 1.78
【0063】(重合体のエッチング耐性の評価)実施例
6で得た樹脂2gを乳酸エチル10gに溶解し、次いで
0.2μmのテフロンフィルターを用いてろ過した。次
に3インチシリコン基板上にスピンコート塗布し、90
℃、60秒間ホットプレート上でベーキングを行い、膜
厚0.7μmの薄膜を形成した。得られた膜を日電アネ
ルバ製DEM451リアクティブイオンエッチング(R
IE)装置を用いてCF4ガスに対するエッチング速度
を測定した(エッチング条件:Power=100W、
圧力=5Pa、ガス流量=30sccm)。その結果を
表5に示す。同様にして、実施例16で得た樹脂につい
てもエッチング速度を測定した。比較例としてノボラッ
クレジスト(住友化学社製PFI−15A)、KrFレ
ジストのベース樹脂として使用されているポリ(p−ビ
ニルフェノール)、および分子構造に有橋環式炭化水素
基も持たない樹脂であるポリ(メチルメタクリレート)
塗布膜の結果も示す。なおエッチング速度はノボラック
レジストに対して規格化した。(Evaluation of etching resistance of polymer) 2 g of the resin obtained in Example 6 was dissolved in 10 g of ethyl lactate, and then filtered using a 0.2 μm Teflon filter. Next, spin coating is performed on a 3-inch silicon substrate, and 90
Baking was performed on a hot plate at 60 ° C. for 60 seconds to form a thin film having a thickness of 0.7 μm. The obtained film is subjected to DEM451 reactive ion etching (R
IE) The etching rate for CF 4 gas was measured using an apparatus (etching conditions: Power = 100 W,
Pressure = 5 Pa, gas flow rate = 30 sccm). Table 5 shows the results. Similarly, the etching rate of the resin obtained in Example 16 was measured. As comparative examples, novolak resist (PFI-15A manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), poly (p-vinylphenol) used as a base resin of KrF resist, and a resin having no bridged cyclic hydrocarbon group in its molecular structure. Poly (methyl methacrylate)
The results for the coated films are also shown. The etching rate was standardized for the novolak resist.
【0064】[0064]
【表5】 上記の結果から、本発明で用いた樹脂はCF4ガスに対
するエッチング速度が遅く、ドライエッチング耐性に優
れていることが示された。[Table 5] The above results indicate that the resin used in the present invention has a low etching rate with respect to CF 4 gas and is excellent in dry etching resistance.
【0065】(重合体の透明性の評価)実施例6で得た
樹脂2.5gを乳酸エチル10gに溶解し、次いで0.
2μmのテフロンフィルターを用い濾過した。次に3イ
ンチ石英基板上にスピンコート塗布し、90℃、60秒
間ホットプレート上でベーキングを行い、膜厚1μmの
薄膜を形成した。この薄膜について、紫外可視分光光度
計を用いてArFエキシマレーザ光の中心波長である1
93.4nmにおける透過率を測定した。同様にして、
実施例16で得た樹脂についても測定した。その結果、
透過率は実施例6で得た重合体が54%/μm、実施例
16の重合体が57%/μmであった。この結果から、
本発明の重合体は、単層レジストとして利用可能な透明
性を示すことを確認できた。(Evaluation of Transparency of Polymer) 2.5 g of the resin obtained in Example 6 was dissolved in 10 g of ethyl lactate.
Filtration was performed using a 2 μm Teflon filter. Next, spin coating was performed on a 3-inch quartz substrate, and baked on a hot plate at 90 ° C. for 60 seconds to form a thin film having a thickness of 1 μm. The center wavelength of the ArF excimer laser light was 1 for this thin film using an ultraviolet-visible spectrophotometer.
The transmittance at 93.4 nm was measured. Similarly,
The resin obtained in Example 16 was also measured. as a result,
The transmittance of the polymer obtained in Example 6 was 54% / μm, and the transmittance of the polymer of Example 16 was 57% / μm. from this result,
It was confirmed that the polymer of the present invention exhibited transparency usable as a single-layer resist.
【0066】(重合体を用いたレジストのパターニング
評価)下記の組成からなるレジストを調製した。 (a)重合体(実施例6):2g (b)光酸発生剤(トリフェニルスルホニウムトリフレ
ート(TPS)):0.02g (c)プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテ
ート:11.5g(Evaluation of Patterning of Resist Using Polymer) A resist having the following composition was prepared. (A) Polymer (Example 6): 2 g (b) Photoacid generator (triphenylsulfonium triflate (TPS)): 0.02 g (c) Propylene glycol monomethyl ether acetate: 11.5 g
【0067】上記混合物を0.2μmのテフロンフィル
ターを用いてろ過し、レジストを調製した。4インチシ
リコン基板上に上記レジストをスピンコート塗布し、1
20℃1分間ホットプレート上でベークし、膜厚0.4
5μmの薄膜を形成した。そして窒素で充分パージされ
た密着型露光実験機中に成膜したウェハーを静置した。
石英板上にクロムでパターンを描いたマスクをレジスト
膜上に密着させ、そのマスクを通してArFエキシマレ
ーザ光を照射した。その後すぐさま95℃、60秒間ホ
ットプレート上でベークし、液温23℃の2.38%T
MAH水溶液で60秒間浸漬法による現像をおこない、
続けて60秒間純水でリンス処理をそれぞれおこなっ
た。この結果、レジスト膜の露光部分のみが現像液に溶
解除去され、ポジ型のパターンが得られた。同様にして
実施例16で得た重合体を用いたレジストについても評
価した。表6に感度、および解像度の結果を示す。The above mixture was filtered using a 0.2 μm Teflon filter to prepare a resist. The above resist is spin-coated on a 4-inch silicon substrate,
Bake on a hot plate at 20 ° C. for 1 minute to make a film thickness of 0.4
A 5 μm thin film was formed. Then, the formed wafer was allowed to stand still in a contact type exposure experimental machine sufficiently purged with nitrogen.
A mask in which a pattern was drawn with chrome on a quartz plate was brought into close contact with the resist film, and ArF excimer laser light was irradiated through the mask. Immediately thereafter, baked on a hot plate at 95 ° C for 60 seconds, and 2.38% T at a liquid temperature of 23 ° C.
Develop by immersion method in MAH aqueous solution for 60 seconds,
Subsequently, a rinse treatment was performed with pure water for 60 seconds. As a result, only the exposed portion of the resist film was dissolved and removed in the developing solution, and a positive pattern was obtained. Similarly, the resist using the polymer obtained in Example 16 was evaluated. Table 6 shows the results of sensitivity and resolution.
【0068】[0068]
【表6】 [Table 6]
【0069】以上の結果から、本発明の重合体を用いた
フォトレジスト材料は優れた解像特性を有することが分
かった。またパターン剥がれなどの現象がなかったこと
から、基板密着性にも優れていることが確認できた。From the above results, it was found that the photoresist material using the polymer of the present invention had excellent resolution characteristics. Further, since there was no phenomenon such as pattern peeling, it was confirmed that the substrate had excellent adhesiveness.
【0070】[0070]
【発明の効果】以上に説明したことから明らかなよう
に、本発明の重合体はドライエッチング耐性、透明性に
優れ、更に本発明の重合体を用いたレジスト材料は解像
度、基板密着性に優れており、半導体素子製造に必要な
微細パターン形成が可能である。As is apparent from the above description, the polymer of the present invention is excellent in dry etching resistance and transparency, and the resist material using the polymer of the present invention is excellent in resolution and substrate adhesion. Accordingly, it is possible to form a fine pattern required for manufacturing a semiconductor device.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷川 悦雄 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気 株式会社内 (56)参考文献 特開 平6−116254(JP,A) 特開 平7−252324(JP,A) 特開 平10−330431(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C07C 69/54 CA(STN) REGISTRY(STN)────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Etsuo Hasegawa 5-7-1 Shiba, Minato-ku, Tokyo Within NEC Corporation (56) References JP-A-6-116254 (JP, A) JP-A-7 -252324 (JP, A) JP-A-10-330431 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) C07C 69/54 CA (STN) REGISTRY (STN)
Claims (3)
レート誘導体。 【化1】 (上式において、R1は水素原子またはメチル基、G
は、一般式(3)で表される1,2−ジオール構造を持
つ脂環基を表す。) 【化3】 (上式において、R4は、水素原子またはメチル基を表
す。)1. A (meth) acrylate derivative represented by the general formula (1) . Embedded image (In the above formula, R 1 is a hydrogen atom or a methyl group;
Represents an alicyclic group having a 1,2-diol structure represented by the general formula (3) . ) (In the above formula, R 4 represents a hydrogen atom or a methyl group.)
導体同士を共重合、もしくは請求項1記載の(メタ)ア
クリレート誘導体と他の重合性化合物とを共重合させて
成り、重量平均分子量は2000〜200000である
ことを特徴とする重合体。Wherein become in claim 1, wherein the (meth) acrylate derivative with each other copolymerization, or by copolymerization of claim 1, wherein the (meth) acrylate derivative and other polymerizable compounds, the weight average molecular weight 2000 A polymer characterized by being 〜200,000.
重合体。 【化5】 (上式において、R1、R4、R9、R11はそれぞれ水素
原子またはメチル基、R10は酸により分解する基または
酸により分解する基を有する炭素数7〜13の有橋環式
炭化水素基、またはカルボキシル基を有する炭素数7〜
13の有橋環式炭化水素基、R12は水素原子または炭素
数1〜12の炭化水素基を表す。またk、m、nはそれ
ぞれモノマー単位の割合を表し、k+m+n=1、0<
k≦1、0≦m<1、0≦n<1を満たす任意の数であ
る。また重合体の重量平均分子量は2000〜2000
00)。3. A polymer represented by the general formula (5). Embedded image (In the above formula, R 1 , R 4 , R 9 , and R 11 are each a hydrogen atom or a methyl group, and R 10 is a bridged cyclic group having 7 to 13 carbon atoms having an acid-decomposable group or an acid-decomposable group. C7-C having a hydrocarbon group or a carboxyl group
13, a bridged cyclic hydrocarbon group, R12 represents a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms. K, m, and n each represent a ratio of a monomer unit, and k + m + n = 1, 0 <
Any number that satisfies k ≦ 1, 0 ≦ m <1, and 0 ≦ n <1. The weight average molecular weight of the polymer is 2,000 to 2,000.
00).
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